内容正文:
第九章压强评估测试卷
(时间:60分钟 满分:100分)
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项最符合题意)
1.(2025石家庄裕华区期中)如图所示,《天工开物》向我们展现了古代劳动人民的智慧。下列实例中可以增大压强的是( )
2.下列关于“流体压强与流速的关系”的现象或事例中,压强p1大于p2的是( )
3.(2025自贡中考)下列说法中不正确的是( )
A.图甲:三峡船闸利用了连通器原理
B.图乙:“拔火罐”技术利用了大气压强
C.图丙:坦克安装宽大的履带是为了增大压强
D.图丁:运油20起飞时机翼上表面的压强小于下表面的压强
4.如图所示是a、b两种物质的质量m和体积V的关系图像。若用质量相等的a、b两种物质分别制成甲、乙两个底面积不同、高度相同的实心圆柱体,将它们放在水平地面上,则甲、乙两圆柱体对水平地面的压强之比为( )
A.1∶1 B.1∶2 C.3∶2 D.3∶1
5.如图所示,玻璃管两端开口处的橡皮膜绷紧程度相同,将此装置置于水中,下列四幅图能正确反映橡皮膜受到水的压强后的凹凸情况的是( )
6. (2025石家庄栾城区期末)如图是同学们自制的简易气压计。下列方法能使塑料管内水柱上升的是( )
A.在橡胶塞上扎一个孔
B.换一根粗一些的塑料管
C.将气压计从教室移至走廊
D.将气压计从一楼移至六楼
7.如图所示,水平桌面上放着底面积相等的甲、乙两个容器,分别装有同种液体且深度相同,两个容器底部所受液体的压力、压强分别用F甲、F乙、p甲、p乙表示,则( )
A.F甲=F乙,p甲=p乙 B.F甲=F乙,p甲>p乙
C.F甲>F乙,p甲=p乙 D.F甲>F乙,p甲>p乙
8.有A、B两个均匀实心圆柱体,A的高度为5 cm、底面积为20 cm2,B的高度为8 cm、底面积为50 cm2。若将它们按图甲、乙的方式放在水平桌面上,A对桌面的压强为p1=1.0×103 Pa,B对桌面的压强为p2;若按图丙的方式放置时,B对A的压强为p3=6.0×103 Pa,A对桌面的压强变为p4。(g取10 N/kg)下列判断正确的是( )
A.A的重力为20 N B.B的密度为3.0 g/cm3
C.p3∶p2=2∶5 D.p4=1.6×104 Pa
9.如图所示的两个形状相同、质量相同的密闭容器分别正放和倒放在水平桌面上静止,两个容器中分别装入深度相同的甲、乙两种液体,则下列说法正确的是( )
A.若容器对桌面的压强相等,则两种液体的质量m甲=m乙
B.若容器对桌面的压强相等,则两种液体的质量m甲>m乙
C.若两种液体质量相同,则两种液体对底部的压强p甲>p乙
D.若两种液体质量相同,则两种液体对底部的压强p甲<p乙
10. 如图为一种“天气预报瓶”,内装适量有色液体。A为密闭球体,B为上端开口的玻璃管,底部与A连通。关于此“天气预报瓶”,下列说法正确的是( )
A.该瓶利用了连通器原理
B.用该瓶测量风速时,若B管内液面上升,则表明风速变大
C.通常阴天气压比晴天低,则阴天时B管内液面比晴天时低
D.瓶内有色液体的密度越大,则该瓶对气压变化的反映效果越明显
二、填空题(本大题共5小题,每空2分,共24分)
11. 如图所示,用拇指和食指按压一支铅笔的两端,拇指和食指受到的压力分别为F1和F2,受到的压强分别为p1和p2,则F1________F2,p1________p2(两空均选填“>”“<”或“=”);若F2=1 N,笔尖的面积为1×10-6 m2,则p2=________Pa。
12. (2025乐山中考)如图所示,在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有________的支持;把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差________。
13.如图甲所示,饮料从吸管上升到嘴里,是因为存在________;如图乙所示,对吸管A吹气,管B中的水会上升,是因为流体中流速越大的位置压强越________(选填“大”或“小”)。
14. 如图是水坝的截面图,水坝筑成下宽上窄的形状,是考虑到水对坝体侧面有压强,并且随深度的增加而________;水深20 m处坝体所承受的压强是________Pa;汛期,江河中的水有时会透过大坝下的底面从坝外的地面冒出来,形成“管涌”,“管涌”的物理模型是________。
(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
15.“蛟龙号”载人深潜器是我国自行设计,自主集成研制的载人潜水器,当其下潜至5 000 m深处时,所受海水的压强为________Pa,1 m2的外壳所受到的海水压力为__________N。(海水密度近似取1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
三、实验探究题(本大题共3小题,第16小题8分,第17小题12分,第18小题10分,共30分)
16.如图,用一个瓶口扎有橡皮膜的空塑料药瓶和装有水的柱形透明容器,探究液体内部压强的特点。
(1)将药瓶竖直浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,观察到的现象是____________________,说明液体内部向各个方向都有压强。
(2)保证两次药瓶在水中的位置相同,观察到瓶口朝下的药瓶的橡皮膜凹陷的程度更________(选填“小”或“大”),说明液体的压强______________________________。
(3)若拿着瓶口朝下时的装置从山下到山上(保证药瓶在水中的位置不变),观察到橡皮膜的凹陷程度________(选填“变大”“不变”或“变小”)。
17.利用小桌、海绵、钩码等探究影响压力作用效果的因素,如图1至图3所示。
(1)图中压力的作用效果是通过海绵发生________(选填“形变”或“运动状态改变”)来体现的,我们________(选填“可以”或“不可以”)用沙子代替海绵来完成实验。
(2)通过比较图1和图2,说明受力面积一定时,压力________(选填“越大”或“越小”),压力的作用效果越明显,通过比较图________(填序号)和图3,说明压力一定时,受力面积越________,压力的作用效果越明显。
(3)实验中主要采用的研究方法是____________(选填“控制变量法”或“理想实验法”)。
18.如图是用压强计“探究影响液体内部压强大小的因素”的实验装置。
(1)压强计上的U形管________(选填“属于”或“不属于”)连通器。
(2)在使用压强计前,发现U形管左、右两侧的液面有一定的高度差,如图甲所示,其调节的方法是________(选填“A”或“B”),使U形管左、右两侧的液面相平。
A.将右侧支管中高出的水倒出 B.取下软管重新安装
(3)比较图乙和图丙,可以得到液体的压强与______________有关。
(4)比较________两图,可以得到液体的压强与液体的密度有关。
(5)已知图丁中U形管左、右两侧液面的高度差h=10 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差为________Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ盐水=1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
四、计算应用题(本大题共2小题,第19小题6分,第20小题10分,共16分。解答时,要求有必要的文字说明、公式和计算步骤等,只写最后结果不得分)
19.质量为2 000 kg的小轿车在平直的公路上匀速行驶,已知小轿车所受的阻力是小轿车重力的。轮子与地面的总接触面积是0.1 m2。(g取10 N/kg)求:
(1)小轿车受到的重力。
(2)小轿车在行驶中受到牵引力的大小。
(3)小轿车空载静止在水平地面上时,地面受到的压强。
20.水平桌面上有一个底面积为200 cm2的水壶,质量为0.5 kg,壶嘴到壶底的竖直高度为16 cm。盛满水后,水的质量为2.5 kg,水壶的厚度不计。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)水对壶底的压强和压力。
(2)水壶对桌面的压力和压强。
【详解答案】
1.B 解析:木桶的底做得很大、砖坯堆放在宽木板上、扁担做得比较宽,都是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故A、C、D不符合题意。石碾子的质量很大,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强,故B符合题意。
2.D 解析:对着两张纸的中间吹气,两张纸中间的空气流速变大,压强变小,小于纸外侧的大气压,但外侧压强相同,即p1=p2,故A不符合题意;从乒乓球上方吹气,乒乓球上方空气流速大于下方的空气流速,上方压强小于下方压强,即p1<p2,故B不符合题意;当两艘船并排行驶时,两船内侧的水流速度大,外侧的水流速度小,导致内侧的压强小于外侧的压强,即p1<p2,故C不符合题意;气流在相同的时间内,通过机翼的上方和下方,上方气流通过时经过的路程大,速度大,压强小,下方气流通过时经过的路程小,速度小,压强大,故机翼下方压强大于上方压强,即p1>p2,故D符合题意。
3.C 解析:船闸是利用连通器原理工作的。当船要从下游驶向上游时,先进入闸室,关闭下游闸门,向闸室注水,使水位与上游齐平,然后打开上游闸门,船驶入上游;从上游驶向下游时则相反,通过控制闸室水位与上下游水位一致,让船只顺利通过不同水位的水域,故A正确;拔火罐是利用燃火、抽气等方法使罐内气压小于外界大气压,从而将火罐吸附在体表,罐内空气被排出一部分后,气压降低,在大气压强的作用下,火罐就紧紧吸附在皮肤上,故B正确;坦克安装宽大的履带,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故C错误;由机翼的形状可知,飞机在飞行过程中,机翼上表面的空气流速大,压强小,机翼下表面的空气流速小,压强大,在压强差的作用下,从而产生向上的升力,使得飞机能升空,故D正确。
4.D 解析:由图像可知,当Va=Vb=10 cm3时,ma=30 g,mb=10 g,由ρ=可得,a、b两种物质的密度之比:====;因实心圆柱体对水平地面的压强p======ρgh,所以,高度相同的实心圆柱体甲、乙对水平地面的压强之比===,故D正确,A、B、C错误。
5.B 解析:根据液体压强的规律,液体内部向各个方向都有压强,液体内部压强随深度的增加而增大,所以玻璃管放置于水中后,玻璃管两端的橡皮膜都要受到水的压强而向内凹陷,并且下方的橡皮膜凹陷的程度更大一些,故B正确,A、C、D错误。
6.D 解析:在橡胶塞上扎一个孔,则原来封闭的气体会与大气相通,气压变小,水柱下降,故A错误;换用较粗的玻璃管做实验,不会影响实验的结果,大气压不变,瓶内的气压不变,所以水柱高度不变,故B错误;将气压计从教室移至走廊,所处高度不变,大气压不变,水柱无变化,故C错误;将简易气压计从一楼移至六楼,海拔变高,大气压变小,瓶内的气压不变,所以水柱升高,故D正确。
7.A 解析:由题意知,两容器中装有同种液体且深度相同,则液体的密度相同,根据p=ρgh可知,两容器底部受到液体的压强相等,即p甲=p乙;又因为容器的底面积相等,根据F=pS可知,两容器底部受到液体的压力相等,即F甲=F乙。故A正确,B、C、D错误。
8.B 解析:A的重力为GA=FA=p1SA=1.0×103 Pa×20×10-4 m2=2 N,故A错误;B的重力为GB=FB=p3SA=6.0×103 Pa×20×10-4 m2=12 N,B的密度为ρB====3.0×103 kg/m3=3.0 g/cm3,故B正确;B对桌面的压强为p2===2.4×103 Pa,p3与p2的比为p3∶p2==5∶2,故C错误;图丙中,A对桌面的压强为p4===7×103 Pa,故D错误。
9.C 解析:若容器对桌面的压强相等,根据F=pS知,因为装有甲液体的容器的底面积小,则对桌面的压力小,根据水平面上的压力等于物体的重力,则甲液体和容器的总重力小,故甲液体的重力小,根据G=mg知,甲液体的质量小,即m甲<m乙,故A、B错误;若甲、乙两种液体质量相同,甲的体积小于乙的体积,根据ρ=可知,甲液体的密度大,又因为两种液体深度相同,由p=ρgh可知两种液体对底部的压强p甲>p乙,故C正确,D错误。
10.B 解析:连通器的两容器上端都应开口,题图中球体A的上端未开口,所以不是连通器,故A错误;根据流体流速大的地方压强小,风速大的时候B管口上方的空气流速大,压强变小,所以管内液面会上升,故B正确;通常阴天气压比晴天低,外界气压越低,瓶内外的压强差越大,B管内液面上升高度越大,所以阴天时B管内液面比晴天时高,故C错误;瓶内外气体的压强差,等于A与B两容器内液面高度差产生的压强,由液体压强公式p=ρgh可知,当压强差一定时,液体密度越小,高度变化越明显,即对气压变化的反映效果越明显,故D错误。
11.= < 1×106 解析:根据力的作用的相互性可得,两根手指受到的压力大小相等,即F1=F2,因拇指的受力面积大于食指的受力面积,根据p=可知,p1<p2,由p=可得,食指受到的压强为p2===1×106 Pa。
12.大气压 不变
解析:在托里拆利实验中,管内水银面下降到一定高度时就不再下降,是因为有大气压的支持,原理是p大气=ρ水银gh。把玻璃管倾斜,管内外水银面竖直高度差不变。因为在托里拆利实验中,玻璃管内水银柱产生的压强等于外界大气压强,液体压强只与液体的密度、深度有关,外界大气压不变,所以能支持的水银柱竖直高度h就不变,玻璃管倾斜只是使水银柱的长度增加,但竖直高度不变。
13.大气压 小 解析:用吸管吸饮料时,是利用大气压工作的;吸气时,吸管中的气压减小,饮料在大气压的作用下进入嘴里。对吸管A吹气,B管上方的空气流速变大,压强变小,B管下方的压强不变,烧杯中的水在外界大气压的作用下被压入B管,所以B管中的水上升;该实验可以说明,流体的压强与流速有关,流速越大,压强越小。
14.增大 2×105 连通器 解析:由于液体受到重力的作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,并且随深度的增加而增大,因此水坝建成下宽上窄的形状。水深20 m处坝体所承受的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×20 m=2×105 Pa;汛期,江河中的水有时会透过大坝下的底面从坝外的地面冒出来,形成“管涌”,符合上端开口、下端连通的特点,因此它的物理模型是连通器。
15.5.5×107 5.5×107 解析:当深潜器下潜至5 000 m深处时,所受海水的压强:p=ρ海水gh=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×5 000 m=5.5×107 Pa,由p=可得,1 m2的外壳所受的海水压力:F=pS=5.5×107 Pa×1 m2=5.5×107 N。
16.(1)橡皮膜都向内凹 (2)大 随深度的增加而增大 (3)变小
解析:(1)将药瓶竖直浸入水中,一次瓶口朝上,一次瓶口朝下,观察到的现象是橡皮膜都向内凹,说明液体内部向各个方向都有压强。(2)橡皮膜朝下时,浸入液体的深度大,橡皮膜凹陷程度更大,说明在液体的密度一定时,液体的压强随深度的增加而增大。(3)因为大气压随高度的增加而减小,拿着瓶口朝下时的装置从山下到山上,水面上的大气压减小,橡皮膜受到的压强等于水对橡皮膜产生的压强加上外界的大气压强,则橡皮膜受到的压强变小,压力变小,所以橡皮膜的凹陷程度变小。
17.(1)形变 可以 (2)越大 2 小
(3)控制变量法
解析:(1)实验中,海绵的形变程度越大,压力的作用效果越明显,即压力的作用效果是通过比较海绵的形变程度来反映的;我们一般选择海绵、泡沫塑料、沙子等较易形变的材料探究影响压力作用效果的因素,如果用沙子代替海绵做此实验,则仍然可以完成本次实验。(2)由图1和图2可知,受力面积相同,而压力不同时,压力越大,海绵的形变程度越大,压力的作用效果越明显,故可得到的结论是受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;由图2和图3可知,压力相同而受力面积不同时,受力面积越小,海绵的形变程度越大,压力的作用效果越明显,由此可知:压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。(3)1、2两图比较,受力面积相同,压力不同;2、3两图比较,压力相同,受力面积不同,用到的科学研究方法是控制变量法。
18.(1)不属于 (2)B (3)液体的深度 (4)丙、丁 (5)1 000
解析:(1)测量液体压强的压强计的一端是密闭的,所以不属于连通器。(2)若在使用压强计前,发现U形管两侧的液面已有一定的高度差,只需要将软管取下,再重新安装,这样U形管中两管上方的气体压强就是相等的(都等于大气压),当橡皮膜没有受到压力时,U形管两侧的液面就是相平的,故B正确。(3)比较图乙、图丙,探头处于相同液体中的不同深度处,U形管两侧的液面高度差不相等,液体的压强不同,故可以得到液体内部压强与液体的深度有关,液体深度越深,压强越大。(4)在图丁中,烧杯中的水换成同深度的盐水,与图丙相比,其他条件不变,控制了探头所处深度不变,液体的密度变大,液体的压强变大,则可以观察到U形管两侧液面的高度差将变大,故比较丙、丁两图可得到液体的压强与液体的密度有关。(5)图丁中U形管左、右两侧液面的高度差h=10 cm,则橡皮管内气体的压强与大气压强之差约为U形管两侧液面的高度差产生的压强:p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
19.解:(1)小轿车受到的重力:
G=mg=2 000 kg×10 N/kg=2×104 N。
(2)小轿车在平直公路上匀速行驶,所受的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,所以牵引力的大小F=f=G=×2×104 N=4 000 N。
(3)小轿车空载静止在水平地面上时,对地面的压力等于自身的重力,地面受到的压强:
p====2×105 Pa。
20.解:(1)由题意知:h=16 cm=0.16 m,S=200 cm2=0.02 m2,
水对壶底的压强:
p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.16 m=1 600 Pa,
水对壶底的压力:
F=pS=1 600 Pa×0.02 m2=32 N。
(2)水壶对桌面的压力:
F′=G水+G壶=(m壶+m水)g=(0.5 kg+2.5 kg)×10 N/kg=30 N,
水壶对桌面的压强:
p′===1 500 Pa。
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